[發(fā)明專利]滾動(dòng)疲勞特性優(yōu)異的軸承用鋼材和軸承零件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680006179.9
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN107208214A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 島本正樹;木村世意;太田裕己;巖崎克浩;大脅章弘;杉村朋子
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶制鋼所
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/28;F16C33/62;C21C7/06;C21D1/32;C21D8/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 張玉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滾動(dòng)疲勞特性優(yōu)異的軸承用鋼材和軸承零件。詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及各種工業(yè)機(jī)械和汽車等所使用的輥、滾針、滾珠、滾道等的作為軸承用的滾動(dòng)體使用時(shí)，發(fā)揮著優(yōu)異的滾動(dòng)疲勞特性的軸承用鋼材，和由這樣的軸承用鋼材得到的軸承零件。

背景技術(shù)

各種工業(yè)機(jī)械和汽車等的領(lǐng)域中所使用的軸承用的滾動(dòng)體，從半徑方向(與回轉(zhuǎn)體的軸垂直的方向)被施加高重復(fù)應(yīng)力。因此，對于軸承用的滾動(dòng)體要求滾動(dòng)疲勞特性優(yōu)異。對滾動(dòng)疲勞特性的要求，順應(yīng)工業(yè)機(jī)械類的高性能化、輕量化而逐年嚴(yán)苛，為了軸承零件耐久性的進(jìn)一步提高，要求軸承用鋼材有更進(jìn)一步良好的滾動(dòng)疲勞特性。

歷來，滾動(dòng)疲勞特性被認(rèn)為與鋼中生成的氧化物系夾雜物之中的、主要是使用Al脫氧鋼時(shí)生成的Al₂O₃等這樣的硬質(zhì)氧化物系夾雜物的個(gè)數(shù)密度密切相關(guān)，通過減少上述硬質(zhì)氧化物系夾雜物的個(gè)數(shù)密度，滾動(dòng)疲勞特性改善。因此，在煉鋼工藝中，嘗試減少鋼中的氧含量面改善滾動(dòng)疲勞特性。

但是近年來，滾動(dòng)疲勞特性與氧化物系夾雜物所代表的非金屬系夾雜物的關(guān)系的相關(guān)研究推進(jìn)，判明氧化物系夾雜物的個(gè)數(shù)密度與滾動(dòng)疲勞特性未必存在相關(guān)關(guān)系。即，滾動(dòng)疲勞特性與非金屬系夾雜物的尺寸，例如非金屬系夾雜物的面積的平方根有密切的相關(guān)關(guān)系，為了改善滾動(dòng)疲勞特性，相比減少非金屬系夾雜物的個(gè)數(shù)密度，可知減小非金屬系夾雜物的尺寸更為有效。

因此，提出有一種方法，不是使用現(xiàn)有這樣的Al脫氧鋼，而是極力抑制鋼中的Al含量，并且作為Si脫氧鋼，從而使生成的氧化物的組成不以Al₂O₃為主體，而是控制為以SiO₂、CaO等為主體的組成，由此，在軋制工序中使非金屬系夾雜物延伸、分?jǐn)喽档头墙饘傧祳A雜物的尺寸，以改善滾動(dòng)疲勞特性。

例如在專利文獻(xiàn)1中提出有一種軸承鋼材，其特征在于，使氧化物的平均組成，以質(zhì)量％計(jì)為CaO：10～60％、Al₂O₃：20％以下、MnO：50％以下和MgO：15％以下，余量由SiO₂和雜質(zhì)，并且鋼材的縱長方向縱斷面的10處的100mm²的面積中存在氧化物的最大厚度的算術(shù)平均的值與硫化物的最大厚度的算術(shù)平均的值，分別為8.5μm以下。

另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開有一種高潔凈度Si脫氧鋼材，其在上述專利文獻(xiàn)1所述的氧化物系夾雜物中，作為歷來所沒有的氧化物成分而以規(guī)定量含有ZrO₂。

另外，在專利文獻(xiàn)3中，記述有一種控制REM夾雜物的生成，消除氧化鋁、TiN及MnS的有害的夾雜物的不利影響，具有優(yōu)異的耐疲勞特性的彈簧用鋼及其制造方法。詳細(xì)地說在上述專利文獻(xiàn)3中記述有一種方法，其能夠?qū)⒀趸X改質(zhì)為REM－Al－O－S夾雜物而防止粗大化，并且，將S作為REM－Al－O－S夾雜物固定化而抑制粗大MnS，此外，使REM－Al－O－S的夾雜物與TiN復(fù)合，從而減少有害的TiN的個(gè)數(shù)密度。

另外，專利文獻(xiàn)4是由本案申請人公開的技術(shù)。詳細(xì)地說，在上述專利文獻(xiàn)4中記述，在經(jīng)由Si脫氧所得到的氧化物系夾雜物中含有TiO₂，能夠抑制上述氧化物系夾雜物的晶體化，抑制母相的鋼與氧化物系夾雜物的界面發(fā)生的空洞，從而能夠得到滾動(dòng)疲勞特性極其優(yōu)異的軸承用鋼材。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本國特開2009－30145號公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本國特開2010－202905號公報(bào)

【專利文獻(xiàn)3】日本國特開2013－108171號公報(bào)

【專利文獻(xiàn)4】日本國特開2014－25083號公報(bào)

但是，在上述專利文獻(xiàn)1中，關(guān)于鋼與氧化物系夾雜物的界面的空洞，并未進(jìn)行抑制空洞的工作，因此不能取得充分的滾動(dòng)疲勞特性。

在上述專利文獻(xiàn)2中，也完全沒有關(guān)于因上述界面的剝離而發(fā)生的空洞的相關(guān)記述。根本只是在非金屬系夾雜物整體的微細(xì)化上放置著眼點(diǎn)的技術(shù)，在實(shí)施例的評價(jià)中，也不過以ASTM E 45法的C系夾雜物評分的算術(shù)平均值進(jìn)行評價(jià)。因此，如此制造的鋼材，未必發(fā)揮著優(yōu)異的滾動(dòng)疲勞特性。

另外，在上述專利文獻(xiàn)3中，氧化物系夾雜物由REM、Al這樣的強(qiáng)脫氧元素構(gòu)成，而不是以Si這樣的弱脫氧元素為主體，因此不能抑制在氧化物系夾雜物與鋼的界面生成的剝離。